基于響應(yīng)面法的白姜海鮮調(diào)味品配方優(yōu)化

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(1.安徽科技學(xué)院 食品工程學(xué)院，安徽 鳳陽 233100；2.銅陵富饒綠園有限責(zé)任公司，安徽 銅陵 244000)

海鮮營養(yǎng)豐富,味道鮮美,是深受消費者喜愛的一種美食。但是,海鮮內(nèi)有一種粘液腺,其分泌的粘液里含有帶腥味的三甲胺、氨、二甲胺等其它各種胺類物質(zhì)[1]。在常溫下,三甲胺等容易從粘液里揮發(fā)出來而散布于空氣中產(chǎn)生濃厚的腥味,影響了海鮮的食用。在民間食用時,常利用生姜等食材驅(qū)除海鮮給食用者帶來的異味。

姜中含有揮發(fā)油、姜辣素等成分,能夠有效促進人體血液循環(huán),有助于祛風(fēng)散寒,增強胃腸道的消化,具有健胃、興奮、發(fā)汗、止嘔、解毒等功效[2-3]。較為出名的生姜品種有白姜、臺姜、黃姜以及片姜等,其中銅陵生姜又叫銅陵白姜,銅陵白姜是銅陵“八寶”之一,它以“塊大皮薄、汁多渣少、肉質(zhì)脆嫩、香味濃郁”的特色聞名海內(nèi)外[4-7]。用白姜制作食用海鮮的調(diào)味品,可開發(fā)出高檔的調(diào)味制品。在已有的研究中,顧振新等比較了不同穩(wěn)定劑對姜汁穩(wěn)定性的的影響并且通過試驗提出了生姜汁調(diào)味品配方及工藝流程[8]。李光輝通過斯可維法,分別測定姜及各辛香料調(diào)味液中風(fēng)味成分的相對含量,并配兌成有相對調(diào)味能力的辛香基礎(chǔ)調(diào)味液及復(fù)配辛香調(diào)味液[9]。將姜與其它調(diào)味輔料進行互配,比傳統(tǒng)姜蒜調(diào)料的調(diào)味成分更豐富,調(diào)味效果更充分,調(diào)味用途也更廣泛而且不存在異味。這些研究為新型白姜海鮮調(diào)味品的研制提供了依據(jù),目前利用銅陵白姜為基礎(chǔ)原料的海鮮調(diào)味品也未見報道。

銅陵白姜中含有豐富的營養(yǎng)成分，特別是其中含有的"6-姜醇"具有明顯的抗腫瘤刺激因子活性的作用[10-12]，含有的姜酚不僅能夠抗腫瘤還具有抗氧化、抗炎癥等功效[13]，并且銅陵白姜中一種植物化學(xué)衍生物10-姜酚也具有抗腫瘤的作用[14]。為拓寬銅陵白姜的食用范圍和發(fā)揮銅陵白姜的營養(yǎng)功效，以及考慮到生姜調(diào)味佐料使用的經(jīng)常性、廣泛性，但其調(diào)味力不全、加工復(fù)雜等特點。尤其市場上銅陵白姜海鮮調(diào)味品更是少見,本文以白姜、老抽、白醋等為主料，輔以白糖和花椒油，利用響應(yīng)面試驗對其配方進行優(yōu)化，研制了一種制作簡單、味道鮮美的新型海鮮調(diào)味品，為銅陵白姜的綜合利用開辟了一條新的途徑。

1 材料與方法

1.1 材料

白姜(產(chǎn)地銅陵);老抽、花椒油、白醋、白糖均為市售。

1.2 儀器

MJ-JS15E81榨汁機、C21-RK2106電磁爐均購于廣東美的生活電器制造有限公司。

1.3 方法

1.3.1 工藝流程

1.3.2 操作要點 白姜姜汁的制備:挑選外表鮮嫩的銅陵白姜,用清水清洗干凈,切成均勻小塊,放入榨汁機,取汁備用。

1.3.3 單因素試驗設(shè)計 分別量取白姜姜汁4.0、6.0、8.0、10.0、12.0和14.0 mL,加入50.0 mL老抽,以及10.0 mL白醋、2.0 g白糖、5.0 g花椒油;分別量取老抽40.0、45.0、50.0、55.0、60.0和65.0 mL,加入8.0 mL姜汁,以及10.0 mL白醋、2.0 g白糖、5.0 g花椒油;分別量取白醋4.0、7.0、10.0、13.0、16.0和19.0 mL,加入50.0 mL老抽,以及8.0 mL姜汁、2.0 g白糖和5.0 g花椒油。結(jié)合感官評價,確定單個因素最佳的添加量。

1.3.4 響應(yīng)面優(yōu)化試驗設(shè)計 綜合單因素試驗結(jié)果,以白姜姜汁(X1)、老抽(X2)、白醋(X3)的加入量為自變量,以白姜海鮮調(diào)味品的感官評分為響應(yīng)值設(shè)計試驗。各因素水平如表1所示,結(jié)合試驗結(jié)果進行回歸分析,最終確定產(chǎn)品的最優(yōu)配方。

表1 響應(yīng)面因素水平

1.3.5 產(chǎn)品感官評價 為了使產(chǎn)品達到最佳的調(diào)味效果,由10名專業(yè)人員對白姜海鮮調(diào)味品的色澤、香氣、組織狀態(tài)、滋味4個指標(biāo)進行評判,最后取其平均值為最終得分。白姜海鮮調(diào)味品的感官評價標(biāo)準(zhǔn)如表2所示。

表2 感官評分標(biāo)準(zhǔn)

2 結(jié)果分析

2.1 白姜姜汁添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

由圖1可知,感官評分在白姜姜汁加入量為8.0 mL時最高,之后隨著白姜姜汁加入量的增加而降低。說明白姜姜汁加入量越大,海鮮調(diào)味品的姜味越濃,越辛辣刺鼻。因此,白姜姜汁加入量取8.0 mL最適宜。

圖1 白姜姜汁添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

2.2 老抽添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

由圖2可知,感官評分在老抽加入量為50.0 mL時評分最高,之后隨著加入量的增加逐漸降低。說明老抽加入量越大,海鮮調(diào)味品的咸味越濃,顏色越深,黏度越稠。老抽不僅影響口感,還對組織狀態(tài)起決定性作用。因此，老抽的加入量不宜過多,也不宜過少，且從老抽加入量50.0 mL最適宜。

圖2 老抽添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

2.3 白醋添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

由圖3可知,感官評分在白醋加入量為10.0 mL時評分最高,之后隨著加入量的增加逐漸降低。說明白醋加入量越大,海鮮調(diào)味品的酸味越濃,口感不適。因此,白醋加入量取10.0 mL最適宜。

圖3 白醋添加量對海鮮調(diào)味品感官評分的影響

2.4 建立白姜海鮮調(diào)味品配方Box-Behnken試驗?zāi)Ｐ团c方差分析

響應(yīng)面設(shè)計試驗因素水平表見表1,以海鮮調(diào)味品感官評分(Y)為響應(yīng)值。優(yōu)化出響應(yīng)值(Y)與變量(Xi)間的二次多項方程,其二次多項方程為:

式中,β0為常數(shù)項;Bi為一次項系數(shù),Bii為二次項系數(shù),Bij為交互作作用系數(shù);k為因素個數(shù)。

對海鮮調(diào)味品進行Box-Behnken試驗?zāi)Ｐ偷慕⑴c方差分析,利用Design Expert軟件對數(shù)據(jù)進行多元回歸擬合,獲的響應(yīng)值感官評分(Y)與自變量白姜姜汁(X1)、老抽(X2)和白醋(X3)的二次多項式公式如下,根據(jù)公式所得預(yù)測值Y見表3。

表3 Box-Behnken 實驗設(shè)計及響應(yīng)值的實際和預(yù)測值

圖4 感官評分預(yù)測值和實測值之間的相關(guān)性

注:*差異顯著(P<0.05);**差異極顯著(P<0.01)

2.5 白姜海鮮調(diào)味品感官評分的響應(yīng)面分析

根據(jù)回歸方程作出響應(yīng)面圖和等高線圖,分析各變量之間的關(guān)系,所構(gòu)建的試驗因素間三維圖見圖5～7。圖5表示在白醋加入量為10.0 mL時,白姜姜汁的加入量與老抽的加入量對白姜海鮮調(diào)味品的感官評分的影響。由圖可以看出圖形呈橢圓,且橢圓的曲線和坐標(biāo)軸之間有很大的角度,說明白姜姜汁與老抽的加入量之間的相互作用對感官評分有著極顯著的影響(P<0.01)。在白姜姜汁加入量不變的情況下,感官評分隨著老抽的加入量先增加后降低,在老抽加入量為50.71 mL時有最高評分,老抽加入量為50.71 mL效果最好。在老抽加入量一定的情況,感官評價分數(shù)隨著白姜姜汁的加入量增加而增加,當(dāng)白姜姜汁加入量為8.18 mL時達到最高值,之后感官評分隨著白姜姜汁加入量的增加而減少,說明姜味過濃,導(dǎo)致產(chǎn)品口味過重。因此,選擇白姜姜汁加入量為8.18 mL時效果最好。

圖5 白姜姜汁與老抽交互作用對海鮮調(diào)味品的感官評分的影響

圖6顯示,在老抽加入量為50 mL時,白姜姜汁的加入量與白醋的加入量對白姜海鮮調(diào)味品的感官評分的影響。模型分析表明,白姜姜汁的加入量與白醋的加入量的交互作用極顯著(P<0.01)。在白姜姜汁的加入量一定時,隨著白醋的加入量增加,產(chǎn)品的口感更好,感官評價分數(shù)更高。加入量為9.94 mL時,感官評分達到最高值,繼續(xù)增加白醋后,酸味過重,降低了產(chǎn)品口感,感官評分開始下降。

圖6 白姜姜汁與白醋交互作用對海鮮調(diào)味品的感官評分的影響

圖7可知,在白姜姜汁的加入量一定時,老抽的加入量與白醋的加入量之間的交互作用對感官評分的影響顯著(P<0.05),但較前兩個交互影響程度更低。隨著老抽和白醋的加入量增加,感官評價分數(shù)不斷增加。但兩者加入量過多時,產(chǎn)品口味過重,感官評分開始下降。

圖7 老抽與白醋交互作用對海鮮調(diào)味品的感官評分的影響

根據(jù)響應(yīng)面的試驗結(jié)果,確定回歸模型預(yù)測白姜海鮮調(diào)味品的最佳配方為:白姜姜汁為8.18 mL,老抽為50.71 mL,白醋為9.94 mL,預(yù)測的感官評分為91.52分。為考察模型的可行性試驗,考慮到實際操作的可行性,將配方改為白姜姜汁8.2 mL、老抽50.7 mL、白醋10.0 mL,感官評分為(90.54±1.85)分,驗證值與理論值相對誤差較小。

3 結(jié)論與討論

生姜不僅具有獨特的芳香風(fēng)味和辛辣口感還具有促進人體血液循環(huán)、清除自由基、抗炎和抑制超敏反應(yīng)的作用,并且在一定程度上能抑制癌細胞生長[15-16]。因此,調(diào)味品中加入姜汁不僅能明顯的改善食物的口感還能還能增強人體免疫力,改善人體亞健康狀態(tài)。老抽不僅僅單獨起著調(diào)味的作用而且富含營養(yǎng),它含有十八種氨基酸,并且包含人體8種必需氨基酸[17]。本產(chǎn)品中添加白醋不僅能夠滿足消費者的口味習(xí)慣,而且能夠提高食物營養(yǎng)。老抽色澤鮮艷不渾濁,與姜汁混合后色澤均一,氣味香濃。白醋作為酸味調(diào)味品,具有改善和調(diào)節(jié)人體的新陳代謝,促進消化,消除疲勞,滋潤皮膚,降血壓以及防止動脈硬化等功效并且能夠起到抑菌和殺菌作用[18]。本產(chǎn)品中加入白醋不僅能夠提供醋的酸味而且能夠達到抑菌和殺菌的效果。

通過響應(yīng)面法對白姜海鮮調(diào)味品配方進行了優(yōu)化,建立的二次多項數(shù)學(xué)模型極顯著(P<0.001),總決定系數(shù)為0.988 3,模型與實際值擬合度好。白姜海鮮調(diào)味品的最優(yōu)配方為白姜姜汁8.2 mL、老抽50.7 mL、白醋10.0 mL、花椒油5.0 g以及白糖2.0 g。通過此配方制作的白姜海鮮調(diào)味品呈黑色液體狀,表面輕微油封,色澤鮮艷,具有獨特的白姜風(fēng)味,符合大眾消費者的口味。